En microbiologie, la phyllosphère est l’ensemble des parties des plantes situées au-dessus du niveau du sol et considéré comme habitat pour les micro-organismes.

Notamment en raison du caractère mortel ou inhibiteur des UV solaires pour de nombreux microbes de la phyllosphère, les habitats microbiens et fongiques sont préférentiellement situés au-dessous du niveau du sol (et surtout dans la mince partie du sol qui gaine les racines et des tiges souterraines) sont considérés comme, respectivement, la rhizosphère et la laimosphère.

La phyllosphère abrite une discrète mais intense vie microbienne dont une partie forme le microbiote de la plante, dont on s’est aperçu au début du xxie siècle qu’elle était plus complexe qu’on ne l’avait précédemment imaginé. Le microbiote présent sur les feuilles, tiges et tronc évolue après la chute des feuilles ou la mort de tout ou partie du végétal, pouvant aussi jouer un rôle dans le processus de décompositioin et de cyclage de la matière organique. Le microbiote peut dans la phyllosphère former de véritables biofilms que l’on commence à mieux caractériser voire à quantifier
On parle même depuis plus d’un demi-siècle de « microbiologie de la phyllosphère » et depuis peu d’ « écologie de la phyllosphère ».